인공지능 연구의 방법론으로 가장 유명한 것은 상향식(bottom-up) 방식과 하향식(top-down) 방식

상향식 연구의 대표적인 예시로 그나마 뉴런 지도가 세세하게 밝혀져 있는 예쁜꼬마선충이 있는데 뉴런들의 연결 정보, 연결 강도를 전자적으로 유사하게 구현한 것만으로 실제 생물 같은 움직임을 구현할 수 있다는 점을 증명하는 사례가 되어주었지만 뉴런에 대한 연구가 완벽하지 못해 실제 뉴런의 동작과 약간 차이가 있어서 제대로 된 생물의 구현이라고 볼 수도 없을 뿐더러 인간의 의도가 전혀 들어가지 않아 이것을 인공지능이라고 봐야 할지도 의문이다. 예를 들면 빛을 피하게 만든다든지 꼬물거리지 않게 만든다든지... 제대로 만들지도 않았지만 그 이전에 인간이 신경계를 조작해서 의도한 결과물을 내는 것조차 안 된다. 이러면 이건 그냥 시뮬레이션일 뿐이다. 하물며 1mm 정도의 선충 연구조차도 이 정도 수준인데 훨씬 복잡하고 정교한 인간에 대한 연구는 말할 것도 없다. 2017년에는 현재 기술 수준으론 선충은 고사하고 1975년에 출시한 구닥다리 칩[12]조차 뭔가를 해보는 게 불가능하다는 논문이 나오기도 했다.
반대로 하향식은 컴퓨터는 매우 어려운 반면 인간은 쉽게 해결할 수 있는, 쉽게 말해 지능이 필요하다고 보는 작업을 알고리즘으로 해결하는데에 초점을 맞춘다. 당연히 개발 목적도 상향식에 비해서 다양해서 강인공지능의 개발이 목표일 수도 있지만 단지 문제를 효율적으로 해결하기 위해서일 수도 있다. 지금까지 인류가 연구하고 개발해낸 인공지능은 대부분 톱다운 연구로 탄생했으며 전문가 시스템부터 기계학습까지 우리 주변에 다양한 모습으로 존재하고 있다. 그리고 그나마 꽤 성과가 있는 방향이기도 하다.
현대의 인공지능 연구는 두 부분을 적절하게 엮어서 진행되어, 뉴런의 구조에 대한 원시적인 모방으로 이룬 인공신경망 구조등이 미래를 향한 길을 열고 있다.